AgPt合金纳米催化剂的合成及其电催化性能

来源 :南京师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zbgqx123456
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
质子交换膜燃料电池(PEMFC)是一种极具潜力的清洁、高效能源转换装置。然而,高成本的电池阴阳极催化剂制约PEMFC的产业化。贵金属铂是目前PEMFC最常用的催化剂,但铂价格昂贵、活性和稳定性不够理想、易被毒化失活等因素抑制了 PEMFC性能。如何调控铂催化剂的结构和组成,进一步提高铂的利用率是目前研究的热点。研究表明,通过合金化制备Pt基复合催化剂是一条切实可行的策略。在众多过渡金属元素中,Ag原子掺杂可以有效调控Pt纳米粒子的电子结构和几何构型,从而提高催化剂的催化活性和稳定性。本文利用具有不同分子链结构的高分子胺为形貌控制剂和分散剂,通过水热法和选择性氧化刻蚀两种途径,设计制备了不同形貌和表面结构的AgPt双金属合金纳米催化剂,并将其应用在PEMFC阳极甲醇、甲酸小分子的电催化氧化上。主要内容如下:1.通过一锅水热法合成尺寸、形貌均一的AgPt合金纳米八面体。Ag离子在Pt晶核上的诱导还原及Ag0原子的选择性氧化刻蚀促进纳米合金八面体的最终形成。甲酸在AgPt合金纳米八面体上的氧化峰电流(350.13 mAmgPt-1)是商业化Pt黑(172.43 mA mgpt-1)的2.06倍;3000 s计时电流测试后,AgPt合金纳米八面体的电流密度(0.72 mA cm-2)是商业化Pt黑催化剂电流密度(0.15 mA cm-2)的4.8倍。AgPt合金纳米八面体上对甲酸的电氧化显示出更好的活性和稳定性。2.脱氢途径是甲酸电催化氧化中期望发生的反应途径,可以有效降低催化剂的毒化,增大电池的输出功率。在上述工作基础上,我们进一步通过选择性刻蚀,除去AgPt合金八面体中的Ag原子,得到具有富Pt表面的多孔AgPt双金属八面体催化剂(AgPt@Pt纳米八面体)。在0.60 V(vs. RHE)电位下,多孔AgPt@Pt纳米八面体的质量电流密度为282.6 mA mg-1,约为实心AgPt纳米八面体(162.8 mA mg-1)的1.7倍、纯Pt纳米八面体(77.9 mA mg-1)的3.6倍、商业化Pt黑(26.1mA mg’1)的10.8倍。在多孔AgPt@Pt上的通过脱氢途径氧化的甲酸的是CO途径的2.77倍,远远高于实心AgPt八面体(1.22)和商业化Pt黑(0.31)。Ag与Pt原子之间的几何效应和电子效应促进了甲酸氧化主要以脱氢途径进行。3.使用氨基封端的聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM-NH2)作为结构导向剂,一锅水热法合成超细AgPt合金纳米线。AgCl沉淀、AgPt合金纳米小颗粒的生成以及合金小粒子之间的定向吸附促使超细AgPt合金纳米线的形成。电化学测试表明:AgPt合金纳米线的脱氢途径氧化峰质量比活性为15l.9mAmg-1,比商业化Pt黑催化剂(57.9 mA mg-1)的2.65倍左右。同时,通过脱氢途径氧化的甲酸的是CO途径的2.55倍,高于AgPt纳米粒子(1.9)和商业化Pt黑(1.21)催化剂。
其他文献
采用钛酸酯偶联剂对滑石粉进行表面处理,考察了偶联剂用量、偶联剂与滑石粉的共混工艺和共混时间对聚氯乙(烯PVC)/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚(物ABS/)滑石粉合金力学性能和维
对事故多发点进行鉴别和治理,能够带来明显的社会效益和经济效益。虽然目前交通事故多发点鉴别的方法很多,但对于鉴别方法应用特性的研究还很不足。本文从实践应用角度提出了
提出了外插管型容-管-容脉动衰减器结构,围绕一台往复压缩机进气管路的脉动衰减,设计了外插管型容-管-容脉动衰减装置,数值模拟了其脉动衰减特性,实测了不同参数的脉动衰减效果,并
异化和归化这两种翻译方法是翻译界长久以来争论的问题之一。针对中医翻译的特点,笔者认为,采用异化翻译法能够更好地保留中医文化的特色,提升中医在国际上的影响力。
<正>《恶童》简介:蜿蜒的海岸线是荒城宝町的边缘,这个只能在残破机器隆隆的轰鸣声中生存的城市有两个被人们称作"猫"的孩子,小黑和小白。和大多数流连在宝町街头的少年一样,
分别于2013年3月、7月、10月、12月对伊河龙门段进行4次采样,调查浮游植物的群落结构,并对水质进行评价.结果表明,在伊河龙门段中共鉴定出浮游植物7门、105种(属).其中,绿藻
本文阐述了应用型人才培养模式下知识产权法双语教学的必要性,分析了教学过程中存在的问题,提出了加大师资培训、改进教材以及采用研学相结合的因材施教等教学方法。
本文对我国石油价格的波动因素进行分析,并就石油价格波动对我国消费物价、投资贸易、行业竞争、经济发展等方面造成的影响提出一些解决方法及规避风险的对策。
<正>2015年度的拉斯克基础医学研究奖和诺贝尔化学奖分别授予了研究DNA损伤响应和DNA修复机制的科学家,以表彰他们在基础科学研究领域所取得的成就。1953年,沃森(J.Watson)和
当前,各级都十分重视基层工作的落实,强调要以“咬定青山不放松”的韧劲、“不破楼兰终不还”的拼劲,沉下心来、扑下身子,狠抓工作落实。其实,抓工作落实不仅是一个需要人力物力的
报纸